Родился 12 июля 1722 г. в Москве в семье князя Михаила Владимировича Долгорукова, одного из сподвижников Петра I, впоследствии члена Верховного тайного совета. В 1730 г. Михаил Долгоруков участвовал в избрании на российский императорский престол курляндской герцогини Анны Иоанновны и составлении "кондиций" - условий, которые бы ограничивали ее власть. После восшествия на трон Анна Иоанновна разорвала "кондиции" и отправила в ссылку их составителей, в том числе почти всех членов семьи Долгоруковых.
В 13-летнем возрасте, после начала русско-турецкой войны 1735-1739 гг., Василий Долгоруков был записан капралом в армию фельдмаршала Иоганна Миниха, причем повелением Анны Иоанновны ему, как и другим Долгоруковым, запрещено было давать офицерские звания. В мае 1736 г. Василий Долгоруков отличился при взятии крепости Перекоп на границе Крымского ханства - первым забрался на вражеские укрепления. Миних, обещавший офицерское звание первому рядовому, кто это сделает, вынужден был сдержать слово несмотря на императорский запрет - Долгоруков получил звание прапорщика. Затем Василий Долгоруков участвовал в осаде Очакова (1737). В 1741-1743 гг. был участником Русско-шведской войны.
В 1741 г. императрицей стала Елизавета Петровна, которая вернула Долгоруковых из опалы. При ней Василий Долгоруков стал быстро продвигаться по службе, в 1745 г. был назначен в чине подполковника генеральс-адъютантом своего дяди, генерал-фельдмаршала Василия Владимировича Долгорукова. В 1747 г. был повышен до полковника и до 1755 г. командовал Тобольским пехотным полком. В 1755 г. произведен в генерал-майоры.
Во время Семилетней войны 1756-1763 гг. Василий Долгоруков командовал различными соединениями, в том числе Петербургской дивизией. Участвовал в сражении под Кюстрином (1758), Цорндорфской битве (1758), а также в осаде Кольберга (1762), причем во время последней получил тяжелое ранение. С 1758 г. - генерал-поручик.
3 октября 1762 г., в день восшествия на престол императрицы Екатерины II, Василий Долгоруков был произведен в генерал-аншефы.
Он участвовал в Русско-турецкой войне 1768-1774 гг. В 1769 г. был назначен командующим войсками, охранявшими границу России с Крымским ханством - вассалом Османской империи. В 1771 г. под руководством Василия Долгорукова русские войска разбили армию крымского хана Селима III Гирея, овладели Перекопской линией и в течение двух месяцев завоевали весь Крымский полуостров. В 1772 г. по поручению императрицы Долгоруков подписал Кючук-Кайнарджийский мирный договор, по которому Крымское ханство получило независимость от Османской империи, а ханом стал российский ставленник Шагин Герай. Окончательно Крым был присоединен к России уже после смерти Василия Долгорукова, в 1783 г.
В 1775 г. Екатерина II распорядилась добавить титул Крымский к фамилии Долгорукова, после чего тот вышел в отставку. Считается, что он решил уйти со службы потому что не был произведен в фельдмаршалы. После отставки около пяти лет занимался обустройством своих усадеб.
В 1780 г. был возвращен на службу и назначен сенатором, московским главнокомандующим.
Василий Долгоруков скончался 10 февраля (30 января) 1782 г. в Москве. Он был похоронен в церкви Трех Святителей в своей усадьбе Волынщино-Полуэктово (ныне в Рузском районе Подмосковья). Захоронение было уничтожено в советское время.
Помимо Волынщины владел усадьбами Губайлово (ныне в г. Красногорске Московской обл.) и Васильевское (ныне в черте Москвы, территорию занимает Институт химической физики имени Н. Н. Семенова Российской академии наук). Городской дом Василия Долгорукова-Крымского располагался на углу Охотного Ряда и Большой Дмитровки, в 1780-е гг. был перестроен Матвеем Казаковым в Дом благородного собрания (ныне Дом Союзов).
Василий Долгоруков был награжден орденами Святого Александра Невского (1759), Святого апостола Андрея Первозванного (1767) и алмазными знаками к нему (1775), Святого Георгия I степени (1771).
Был женат на Анастасии Васильевне Волынской (1723-1805). У него было пятеро детей.
В Симферополе в 1842 г. в память об освобождении Крыма был установлен Долгоруковский обелиск. В горах Крыма в честь Долгорукова названа яйла - горный массив.